Rola akumulatorów litowo-jonowych w ewolucji branży górniczej

W ostatnich latach w przemyśle, w tym w branży górniczej, używa się głównie trzech typów akumulatorów: kwasowo-ołowiowych, niklowo-żelazowych (Ni-Fe) i litowo-jonowych (Li-ion). Akumulatory litowo-jonowe są wszechstronne i mają wysoką sprawność, dzięki czemu nadają się do różnych zastosowań. Charakteryzują się dużą gęstością energii, stosunkowo niskim współczynnikiem samorozładowania i brakiem efektu pamięci.

Jedną z najistotniejszych zalet akumulatorów litowo-jonowych jest odporność na wielokrotne ładowanie i rozładowywanie — bez znaczącego spadku pojemności. W przypadku innych typów akumulatorów możliwy jest gwałtowny spadek sprawności po przekroczeniu ograniczonej liczby cykli ładowania i rozładowywania, natomiast akumulatory litowo-jonowe zachowują optymalną sprawność nawet po setkach takich cykli. Tak duża wytrzymałość oznacza nie tylko dłuższy okres użytkowania akumulatora, ale także większą opłacalność inwestycji długoterminowej.

Akumulatory litowo-jonowe są wolne od efektu pamięci, typowego problemu w przypadku tradycyjnych akumulatorów. Nie wymagają też kompletnego naładowania i rozładowania w celu zachowania pełnej pojemności — w przeciwieństwie do starszych typów akumulatorów. Ponadto akumulatory litowo-jonowe można ładować przy dowolnym poziomie obciążenia, co zwiększa wygodę i funkcjonalność, a także zapewnia dłuższy czas pracy na zasilaniu akumulatorowym.

Na wskroś nowoczesne, efektywne rozwiązania dla górnictwa oparte na akumulatorach litowo-jonowych zwiastują nową erę w zakresie zrównoważonego rozwoju. Z tego względu firma Atlas Copco — jeden z liderów rynkowych w dziedzinie zaawansowania technicznego i niezawodności — od kilku lat oferuje rozwiązania oparte na sprawdzonych najnowocześniejszych technologiach, które pozwalają efektywnie i odpowiedzialnie dostarczać energię elektryczną dla sektora górniczego. To zaawansowane podejście nie tylko uwzględnia bezpośrednie zapotrzebowanie na energię w górnictwie, ale także podkreśla zaangażowanie w minimalizację szkodliwego wpływu na środowisko, ułatwiając jednocześnie przedsiębiorstwom z branży uzyskiwanie lepszych wyników w zakresie zrównoważonego rozwoju. Rozwiązania firmy Atlas Copco służące do produkcji energii elektrycznej, wytwarzania sprężonego powietrza i oświetlania miejsca pracy z wykorzystaniem akumulatorów litowo-jonowych umożliwiają podniesienie wydajności, jak również uzyskanie bezpieczniejszych i zdrowszych warunków pracy. Odgrywają decydującą rolę w zwiększaniu efektywności energetycznej w górnictwie i pozwalają branży wykonać krok do przodu.

Niedawna premiera rynkowa modelu B-Air firmy Atlas Copco, pierwszej na świecie przewoźnej sprężarki śrubowej z zasilaniem akumulatorowym, stanowi punkt zwrotny w transformacji sektora górniczego mającej na celu zwiększenie efektywności energetycznej przy jednoczesnym obniżeniu emisji dwutlenku węgla. Zastąpienie silnika spalinowego wewnętrznego spalania silnikiem elektrycznym zapewnia wiele korzyści, w tym brak emisji lokalnych. Ponadto sprężarka B-Air 185-12 zmniejsza emisję CO2 o 140 ton, co odpowiada rocznej emisji tego gazu przez około 30 samochodów osobowych.

Wydatnie skrócono także czas przestojów i obsługi okresowej, ponieważ silnik elektryczny modelu B-Air 185-12 ma znacznie mniej ruchomych, a tym samym zużywających się, elementów niż silniki wysokoprężne stosowane w sprężarkach. Obsługę serwisową wykonuje się co 500 godzin (w przypadku silnika wysokoprężnego — co 2000 godzin), a akumulator znajduje się w trójwarstwowej obudowie i chłodzony jest cieczą, co zapewnia maksymalizację jego sprawności i efektywności.

Ultranowoczesny napęd o zmiennej prędkości obrotowej (VSD), z silnikiem z magnesami trwałymi, samoczynnie dostosowuje prędkość obrotową silnika do bieżącego zapotrzebowania na powietrze, zwiększając efektywność energetyczną nawet o 70%.

Podobnie jak wszystkie inne przewoźne sprężarki powietrza firmy Atlas Copco model B-Air przechodzi rygorystyczne testy potwierdzające jego optymalną pracę nawet w najbardziej ekstremalnych warunkach klimatycznych — w temperaturze od +45°C do -25°C.

Akumulatorowe systemy magazynowania energii (ESS) zapewniają przedsiębiorstwom górniczym pełną kontrolę nad zadaniami wymagającymi użycia tymczasowego źródła zasilania elektrycznego poprzez optymalizację wytwarzania, dystrybucji i zużycia energii. Oferowane przez firmę Atlas Copco systemy magazynowania energii z serii ZBP i ZBC dobrze sprawdzają się w odległych i trudno dostępnych miejscach, czyli w lokalizacjach, w których znajduje się wiele kopalni odkrywkowych i podziemnych. Stanowią idealny wybór w przypadku zastosowań o wysokim zapotrzebowaniu na energię i o zmiennym profilu obciążeń, zwiększając dostępność sieci energetycznej i niezawodnie dostarczając zasilanie zarówno w okresach niskiego, jak i szczytowego zużycia energii.

Te innowacyjne systemy magazynowania energii (ESS) oparte na akumulatorach litowo-jonowych mogą pracować w trybie autonomicznym lub trybie synchronizacji, pełniąc funkcję głównego elementu zdecentralizowanych systemów hybrydowych z wieloma źródłami energii, takimi jak generatory prądotwórcze czy źródła odnawialne. Ponadto w związku z rozwojem mobilnych elektrowni słonecznych i stosowaniem ich w branży górniczej systemy magazynowania energii odegrają kluczową rolę w magazynowaniu i dystrybucji tej energii odnawialnej na potrzeby zasilania elektrycznego maszyn i narzędzi zgodnie z założeniami zrównoważonego rozwoju. Nasze akumulatorowe systemy ESS pomagają przedsiębiorstwom górniczym wdrażać wszechstronne, niezawodne źródła zasilania, zapewniając jednocześnie zgodność z wymogami prawnymi i obniżając koszty. To najlepszy sposób na przejście na przewoźne, zrównoważone rozwiązania energetyczne.

Maszty oświetleniowe pozwalają pracować dłużej i bezpieczniej. W górnictwie tradycyjnie używa się masztów z silnikiem wysokoprężnym, jednak w ostatnich latach opracowano rozwiązania alternatywne o większej efektywności energetycznej. Elektryczne i solarne maszty oświetleniowe eliminują konieczność stosowania paliwa i umożliwiają operatorom korzystanie z rozwiązań obniżających koszty, a jednocześnie zgodnych z przepisami dotyczącymi hałasu, światła i emisji CO2.

Zgodnie z międzynarodowymi przepisami firma Atlas Copco przejmuje odpowiedzialność za akumulatory stosowane w swoich sprężarkach B-Air 185-12, systemach magazynowania energii oraz solarnych i hybrydowych masztach oświetleniowych po zakończeniu okresu ich eksploatacji. Pierwszym etapem jest odbiór zużytych akumulatorów litowo-jonowych, które trafiają do miejsca bezpiecznego składowania. Etap ten ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia prawidłowego postępowania z akumulatorami i ich właściwej segregacji odpowiednio do stanu i typu. Następnie firma Atlas Copco przekazuje akumulatory litowo-jonowe specjalistycznej firmie, która dysponuje wiedzą i sprzętem niezbędnymi do ich efektywnego i bezpiecznego recyklingu.

Po pewnym czasie akumulatory zostają rozmontowane, a ich elementy trafiają do sprzedaży. Jest to zgodne z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska, a dodatkowo przynosi korzyści ekonomiczne, generując przychody i zmniejszając ilość odpadów. Konstrukcja akumulatorów stosowanych w produktach firmy Atlas Copco jest zgodna z założeniami gospodarki o obiegu zamkniętym, a proces regeneracji pozwala na ich ponowne wykorzystanie. Nawet akumulatory o stosunkowo dużym stopniu degradacji można wykorzystać w mniej wymagających zastosowaniach, takich jak domowe systemy zasilania elektrycznego. Praktyka stosowania akumulatorów poddanych regeneracji znacząco przyczynia się do zmniejszenia ilości odpadów elektronicznych i ograniczenia niekorzystnego wpływu na środowisko. Pomimo zmniejszonej pojemności akumulatory takie mogą nadal efektywnie dostarczać zasilanie, nawet przez cztery lata.